Təqdim edin:
Materialşünaslıq sahəsində,titan dioksid(TiO2) geniş tətbiq sahəsi ilə heyranedici birləşmə kimi ortaya çıxdı.Bu birləşmə əla kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərə malikdir və onu bir sıra sənaye sektorlarında əvəzolunmaz edir.Onun unikal keyfiyyətlərini tam başa düşmək üçün titan dioksidin füsunkar strukturu dərindən öyrənilməlidir.Bu blog yazısında biz titan dioksidin strukturunu araşdıracağıq və onun xüsusi xassələrinin arxasında duran əsas səbəblərə işıq salacağıq.
1. Kristal quruluşu:
Titan dioksid ilk növbədə atomların unikal düzülüşü ilə müəyyən edilən kristal quruluşa malikdir.Baxmayaraq kiTiO2üç kristal fazaya (anataza, rutil və brukit) malikdir, biz ən çox yayılmış iki formaya diqqət edəcəyik: rutil və anataza.
A. Rutil strukturu:
Rutil faza tetraqonal kristal quruluşu ilə tanınır, burada hər titan atomu altı oksigen atomu ilə əhatə olunub və bükülmüş oktaedr əmələ gətirir.Bu tənzimləmə sıx bir şəkildə yığılmış oksigen düzümü ilə sıx bir atom təbəqəsi meydana gətirir.Bu struktur rutil müstəsna sabitlik və davamlılıq verir, onu boya, keramika və hətta günəşdən qoruyucu vasitələr də daxil olmaqla müxtəlif tətbiqlər üçün uyğun edir.
B. Anataza quruluşu:
Anataza vəziyyətində titan atomları beş oksigen atomu ilə birləşərək kənarları paylaşan oktaedrlər əmələ gətirir.Buna görə də, bu tənzimləmə rutillə müqayisədə vahid həcmdə daha az atomla daha açıq bir quruluşla nəticələnir.Aşağı sıxlığa baxmayaraq, anataza əla fotokatalitik xüsusiyyətlər nümayiş etdirir, bu da onu günəş batareyalarında, hava təmizləmə sistemlərində və özünü təmizləyən örtüklərdə vacib komponentə çevirir.
2. Enerji diapazonu boşluğu:
Enerji zolağı boşluğu TiO2-nin digər mühüm xüsusiyyətidir və onun unikal xüsusiyyətlərinə kömək edir.Bu boşluq materialın elektrik keçiriciliyini və işığın udulmasına həssaslığını müəyyən edir.
A. Rutil bant quruluşu:
Rutil TiO2təqribən 3,0 eV-lik nisbətən dar bant boşluğuna malikdir və bu, onu məhdud elektrik keçiricisi edir.Bununla belə, onun bant quruluşu ultrabənövşəyi (UV) işığı udmaq qabiliyyətinə malikdir və bu, günəşdən qoruyucu kimi UV qoruyucularında istifadə üçün idealdır.
B. Anataza zolağının quruluşu:
Anatase, əksinə, təxminən 3,2 eV-lik daha geniş diapazon boşluğu nümayiş etdirir.Bu xüsusiyyət anataza TiO2 əla fotokatalitik aktivlik verir.İşığa məruz qaldıqda, valentlik zolağındakı elektronlar həyəcanlanır və keçiricilik zolağına sıçrayaraq müxtəlif oksidləşmə və reduksiya reaksiyalarının baş verməsinə səbəb olur.Bu xüsusiyyətlər suyun təmizlənməsi və havanın çirklənməsinin azaldılması kimi tətbiqlərə qapı açır.
3. Qüsurlar və Dəyişikliklər:
TheTio2 quruluşuqüsursuz deyil.Bu qüsurlar və dəyişikliklər onların fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
A. Oksigen boşluqları:
TiO2 qəfəsindəki oksigen boşluqları şəklində qüsurlar qoşalaşmamış elektronların konsentrasiyasını təqdim edir, bu da katalitik aktivliyin artmasına və rəng mərkəzlərinin yaranmasına səbəb olur.
B. Səth modifikasiyası:
Digər keçid metal ionları ilə dopinq və ya üzvi birləşmələrlə funksionallaşdırma kimi idarə olunan səth dəyişiklikləri TiO2-nin müəyyən xüsusiyyətlərini daha da artıra bilər.Məsələn, platin kimi metallarla dopinq onun katalitik performansını yaxşılaşdıra bilər, üzvi funksional qruplar isə materialın dayanıqlığını və fotoaktivliyini artıra bilər.
Sonda:
Tio2-nin qeyri-adi strukturunu başa düşmək onun əlamətdar xassələrini və geniş istifadə sahələrini başa düşmək üçün çox vacibdir.TiO2-nin hər bir kristal forması tetraqonal rutil strukturundan açıq, fotokatalitik aktiv anataza fazasına qədər unikal xüsusiyyətlərə malikdir.Materiallardakı enerji diapazonu boşluqlarını və qüsurlarını tədqiq etməklə, alimlər onların xassələrini təmizləmə üsullarından tutmuş enerji yığımına qədər tətbiqlər üçün daha da optimallaşdıra bilərlər.Biz titan dioksidin sirlərini açmağa davam etdikcə, onun sənaye inqilabındakı potensialı ümidverici olaraq qalır.
Göndərmə vaxtı: 30 oktyabr 2023-cü il